KR101393883B1 - 태양전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈은 지지기판; 및, 상기 지지기판의 상면에 형성되는 태양전지 셀들;을 포함하고, 상기 지지기판의 측면은 거칠기를 갖도록 요철이 형성된다.

Description

태양전지 모듈{SOLAR CELL MODULE}
본 발명은 태양전지 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 신뢰성이 향상되고, PID를 감소시킬 수 있는 태양전지 모듈에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지면서, 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양전지가 주목받고 있다.
반도체의 pn접합으로 만든 태양전지에 반도체의 금지대폭(Eg : Band-gap Energy)보다 큰 에너지를 가진 태양광이 입사되면 전자-정공 쌍이 생성되는데, 이들 전자-정공이 pn 접합부에 형성된 전기장에 의해 전자는 n층으로, 정공은 p층으로 모이게 됨에 따라 pn간에 기전력(광기전력 : Photovoltage)이 발생하게 된다. 이때 양단의 전극에 부하를 연결하면 전류가 흐르게 되는 것이 동작원리이다.
특히, 유리기판, 금속 후면 전극층, p형 CIGS계 광 흡수층, 고 저항 버퍼층, n형 윈도우층 등을 포함하는 기판 구조의 pn 헤테로 접합 장치인 CIGS계 태양전지가 널리 사용되고 있다.
태양전지 모듈의 직렬 연결시 최종 모듈에 음(negative)의 고전압이 인가되어 절연 파괴가 발생하여 소자의 신뢰성이 감소될 수 있다. 이에 장기적인 신뢰성의 관점에서 PID(Potential Induced Degradation)를 극복하기 위한 기술이 연구되고 있다.
발명의 실시예에 따른 태양전지는 PID를 방지하고 패터닝 공정을 단순화시키는 구조 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈은 지지기판; 및, 상기 지지기판의 상면에 형성되는 태양전지 셀들;을 포함하고, 상기 지지기판의 측면은 거칠기를 갖도록 요철이 형성된다.
발명의 실시예에 따른 태양전지는 기판의 엣지 영역을 에칭하여 잔류막을 제거함으로써 태양전지 패널과 프레임과의 절연성을 최대화할 수 있으므로, PID(Potential Induced Degradation)를 개선할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1에서, A영역을 확대한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법을 나타내는 도면이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 패널, 바, 프레임, 기판, 홈 또는 막 등이 각 패널, 바, 기판, 홈 또는 막 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1은 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 평면도이다. 도 2는 도 1에서, A영역을 확대한 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 지지기판(300), 상기 지지기판(300) 상에 형성된 태양전지 셀들(200)을 포함한다.
상기 지지기판(300)은 플레이트 형상을 가지며, 절연체일 수 있다. 상기 지지기판(300)은 유리기판, 플라스틱기판 또는 금속기판일 수 있다. 더 자세하게, 상기 지지기판(300)은 소다 라임 글래스(soda lime glass) 기판일 수 있다.
상기 지지기판(300)이 소다 라임 글래스인 경우, 소다 라임 글래스에 함유된 나트륨(Na)이 태양전지의 제조공정 중에 CIGS로 형성된 광 흡수층으로 확산될 수 있는데, 이에 의해 광 흡수층의 전하 농도가 증가하게 될 수 있다. 이는 태양전지의 광전 변환 효율을 증가시킬 수 있는 요인이 될 수 있다.
이외에, 지지기판(300)의 재질로 알루미나와 같은 세라믹 기판, 스테인레스 스틸, 유연성이 있는 고분자 등이 사용될 수 있다. 상기 지지기판(300)은 투명할 수 있고 리지드하거나 플렉서블할 수 있다.
상기 태양전지 셀들(200)은 상기 지지기판(300) 상에 형성되고, 이면전극층, 광 흡수층, 버퍼층 및 윈도우층을 포함할 수 있다.
지지기판(300) 상에 형성되는 다수 개의 태양전지 셀들(200)은 후면전극층, 광 흡수층, 버퍼층 및 윈도우층을 포함하는데 상기 층들의 제작공정에서 지지기판(300)의 엣지영역에 몰리브덴이나 AZO 등의 전도성 물질이 형성될 수 있다.
본원발명에서는 상기와 같이 지지기판(300)의 엣지영역에 형성되는 전도성 물질에 의해 태양전지 모듈의 직렬 또는 병렬 연결시 절연성의 신뢰도가 감소하고 액티브 영역이 손상되는 것을 방지하기 위해, 지지기판(300)의 엣지영역을 제거한다.
도 2를 참고하면, 상기 지지기판(300)은 중앙부(320) 및 둘레부(310)로 형성될 수 있다. 상기 중앙부(320)의 상면에는 태양전지 셀들(200)이 형성될 수 있다. 상기 중앙부(320)의 두께(T2)는 상기 둘레부(310)의 두께(T1)보다 두껍게 형성될 수 있다. 이에 따라 상기 중앙부(320)와 상기 둘레부(310)의 경계영역에서 단차가 형성될 수 있다. 상기 단차는 상부 단차 및 하부 단차 중 적어도 하나가 형성될 수 있다.
상기 중앙부(320)의 상면은 상기 둘레부(310)의 상면(311)보다 상부단차의 두께(T3)만큼 두껍게 형성되고, 상기 중앙부(320)의 하면은 상기 둘레부(310)의 하면(313)보다 하부 단차의 두께(T4)만큼 두껍게 형성된다. 즉, 상기 중앙부(320)의 두께(T2)는 상기 둘레부(310)의 두께(T1), 상기 상부 단차의 두께(T3) 및 하부 단차의 두께(T4)의 합과 동일하게 형성될 수 있다. 상기 상부 단차의 두께(T3) 및 하부 단차의 두께(T4)는 서로 동일하거나 유사한 값을 갖도록 형성될 수 있다.
또한 상기 상부 단차의 두께(T3)는 하부 단차의 두께(T4)에 비해 얇은 값을 갖도록 형성될 수 있다.
도면에서 상기 상부 단차 및 하부 단차로 인해 노출되는 상기 중앙부(320)의 측면은 지지기판(300)과 수직으로 형성되었으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 노출되는 상기 중앙부(320)의 측면은 상부 및 하부가 상호 동일한 기울기로 형성되거나 상이한 값을 가질 수 있으며, 기울기의 방향이 반대로 형성될 수도 있다.
또한 상기 상부 단차 및 하부 단차로 인해 노출되는 상기 중앙부(320)의 측면은 요철이 형성될 수 있다.
상기 둘레부(310)는 상면(311), 측면(312) 및 하면(313)을 갖도록 형성될 수 있으며, 상기 둘레부(310)의 상면(311), 측면(312) 및 하면(313)은 표면이 거칠기를 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 둘레부(310)의 상면(311), 측면(312) 및 하면(313)의 표면에 요철이 형성될 수 있다. 거칠기의 정도는 상기 둘레부(310)의 상기 상면(311)의 거칠기가 측면(312) 및 하면(313)에 비해 작은 값을 갖도록 형성될 수 있다. 이는 태양전지 셀들(200)이 에칭되는 시간 동안 상면(311)은 측면(312) 및 하면(313)에 비해 에칭용액에 노출되는 시간이 짧기 때문이다.
상기 중앙부(320)의 상면(321)도 표면에 요철이 형성될 수 있는데, 표면 거칠기는 상기 둘레부(310)의 상면(311), 측면(312) 및 하면(313)의 거칠기에 비해 작은 값을 갖도록 형성될 수 있다.
또한 상기 단차에 의해 노출되는 지지기판의 측면에도 요철이 형성될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 상기 둘레부(310)의 상면(311), 측면(312) 및 하면(313)을 감싸도록 보강부가 형성될 수 있다.
도 3 내지 도 5는 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법을 나타내는 도면이다.
도 3을 참고하면 지지기판(300) 상에 태양전지 셀들(200)을 적층하여 형성한다. 상기 태양전지 셀들(200)은 후면전극층, 광 흡수층, 버퍼층 및 윈도우층을 포함할 수 있다.
다음으로 도 4를 참고하면, 상기 지지기판(300)의 엣지영역을 제거하기 위한 사전 공정으로, 상기 태양전지 셀들(200)의 상면에 둘레영역을 따라 레이저나 칼 등의 절단 도구(400)를 이용하여 기계적인 스트레스를 통해 사전 작업할 수 있다.
상기 둘레영역에 의해 지지기판(300)이 중앙부(320)와 둘레부(310)로 구분될 수 있다.
다음으로 도 5를 참고하면, 화학에칭을 통해 지지기판(300)의 둘레부(310)의 상면에 형성된 전도성 물질을 제거할 수 있다. 화학에칭은 에칭될 둘레부(310)를 에칭용액에 디핑(dipping)하여 이루어질 수 있다.
상기 에칭용액은 불산(Hydrofluoric Acid)을 이용하여 형성될 수 있고, 상기 에칭용액에서 불산의 농도는 5% 내지 15%의 범위로 형성될 수 있다.
상기 에칭 공정에 의해 도 2에 도시된 바와 같이 지지기판(300)의 둘레영역에 미세한 요철이 형성될 수 있다. 상기 요철은 지지기판(300)의 4면에 형성될 수 있다.
또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 지지기판; 및,
    상기 지지기판의 상면에 형성되는 태양전지 셀들;을 포함하고,
    상기 지지기판의 측면은 거칠기를 갖도록 요철이 형성되는 태양전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 요철은 상기 지지기판의 적어도 2면의 측면에 형성되는 태양전지 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지기판은 중앙부; 및,
    상기 중앙부를 둘러싸는 둘레부;로 구성되고,
    상기 둘레부의 상면, 하면 및 측면은 거칠기를 갖도록 요철이 형성되는 태양전지 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 둘레부의 측면의 거칠기는 상기 둘레부의 상면의 거칠기보다 큰 값을 갖는 태양전지 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 중앙부의 상면은 거칠기를 갖도록 요철이 형성되고,
    상기 중앙부의 상면의 거칠기는 상기 둘레부의 측면 및 하면보다 작은 값을 갖는 태양전지 모듈.
  6. 중앙부;와, 상기 중앙부를 둘러싸는 둘레부;로 구성되는 지지기판; 및,
    상기 지지기판의 상면에 형성되는 태양전지 셀들;을 포함하고,
    상기 지지기판의 둘레부는 상기 중앙부에 비해 얇은 두께로 형성되는 태양전지 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 중앙부와 둘레부의 경계영역에 형성되는 단차;를 포함하는 태양전지 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 단차는 상기 둘레부의 상부에 형성되는 상부단차 및 하부에 형성되는 하부단차 중 적어도 하나를 포함하는 태양전지 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 단차는 상부 단차 및 하부 단차를 포함하고,
    상기 하부 단차의 두께는 상부 단차의 두께보다 두껍게 형성되는 태양전지 모듈.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 상부 단차 또는 하부 단차로 인해 노출되는 상기 중앙부의 측면에 요철이 형성되는 태양전지 모듈.
  11. 지지기판의 상면에 태양전지 셀들을 형성하는 단계; 및,
    상기 지지기판의 둘레부를 에칭하는 단계;를 포함하는 태양전지 모듈의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 에칭은 상기 지지기판의 둘레부를 에칭용액에 디핑하여 이루어지는 태양전지 모듈의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 에칭용액은 불산을 포함하는 태양전지 모듈의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 불산은 5% 내지 15%의 농도인 태양전지 모듈의 제조방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 태양전지 셀들을 형성한 후, 상기 지지기판의 둘레부에 기계적인 스트레스를 주는 단계;를 포함하는 태양전지 모듈의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 스트레스는 레이저에 의해 이루어지는 태양전지 모듈의 제조방법.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09120943A (ja) * 1995-06-07 1997-05-06 Univ California 基板上に微細構造を組み付ける方法
KR20110098125A (ko) * 2010-02-26 2011-09-01 한국철강 주식회사 태양전지용 제조장치 및 이를 이용하여 제조된 태양전지

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09120943A (ja) * 1995-06-07 1997-05-06 Univ California 基板上に微細構造を組み付ける方法
KR20110098125A (ko) * 2010-02-26 2011-09-01 한국철강 주식회사 태양전지용 제조장치 및 이를 이용하여 제조된 태양전지

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